核磁成像儀器常見故障分析

張文忠

(西部鉆探測(cè)井公司 新疆克拉瑪依)

核磁成像儀器常見故障分析

張文忠

(西部鉆探測(cè)井公司 新疆克拉瑪依)

MRIL-P核磁共振成像測(cè)井儀是井眼居中的測(cè)量?jī)x器,是解決地質(zhì)問(wèn)題的一種重要的測(cè)井技術(shù),它提供了巖石孔隙中流體含量的信息,流體特性的信息以及流體孔徑的信息,這些信息是常規(guī)測(cè)井儀器無(wú)法提供的。對(duì)于儲(chǔ)層評(píng)價(jià)等諸多地質(zhì)方面的研究具有特別重要意義。

核磁共振成像測(cè)井儀;MRIL-P;檢測(cè);test;故障;fault

0 引 言

MRIL-P測(cè)井技術(shù)能確定孔隙度和滲透率,圖像清晰,信息量豐富,分析直觀。它還可應(yīng)用于低阻儲(chǔ)層和氣層評(píng)價(jià)及砂泥巖薄互層油氣評(píng)價(jià),高含水稠油油藏識(shí)別、水淹層和未動(dòng)用層、碳酸鹽層儲(chǔ)層評(píng)價(jià),判斷儲(chǔ)層傷害程度,指導(dǎo)注水方案實(shí)施,準(zhǔn)確評(píng)價(jià)儲(chǔ)層特性及產(chǎn)能以及在泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層和混基泥漿中的應(yīng)用。

1 MRIL-P的測(cè)量原理

MRIL-P儀器的中心是永久磁鐵,它產(chǎn)生的磁場(chǎng)使地層物質(zhì)磁化。質(zhì)子的旋轉(zhuǎn)軸向著靜磁場(chǎng)方向排列。磁體的外部有一天線,它把預(yù)先設(shè)置的射頻脈沖發(fā)射到地層中。使這些被極化的質(zhì)子磁共振,達(dá)到新的平衡。在這些脈沖之間,天線用來(lái)接收質(zhì)子共振產(chǎn)生的回波信號(hào)。就是交變電磁場(chǎng)撤后,質(zhì)子就會(huì)逐步回到靜磁場(chǎng)使之極化的狀態(tài)。由于質(zhì)子的共振頻率與外加永久磁場(chǎng)的強(qiáng)度成正比,因此,通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射和接收能量的頻率就可以對(duì)儀器周圍不同直徑上的圓柱體區(qū)域進(jìn)行探測(cè)[1]。

2 MRIL-P儀器簡(jiǎn)介

儀器有三部分組成:電容短接MRCC、電子線路MREC、探頭MRSN。共包括高壓繼電器、電源變壓器、低壓電源供電、數(shù)字控制、HI-LINK數(shù)據(jù)傳輸、發(fā)射電路接口、發(fā)射電路供電模塊、DSP數(shù)字處理、輔助測(cè)量模塊、激發(fā)模塊、發(fā)射脈沖濾波模塊A,B、A,B發(fā)射器模塊、刻度電路、B1傳感器、高壓DC電壓輔助供電、前置放大器、接收電路 3繼電器驅(qū)動(dòng)、天線接口等14個(gè)模塊[2]。

3 儀器的快速檢測(cè)

快速檢測(cè)設(shè)備采用FLUKE數(shù)字兆歐表和FLUKE數(shù)字萬(wàn)用表。

(1)對(duì)電纜的檢測(cè):用FLUKE數(shù)字兆歐表,若沒(méi)有也可使用通常使用的手動(dòng)搖表,檢查每一根纜芯的絕緣通斷情況,每根纜芯的絕緣應(yīng)該在500M以上。

(2)對(duì)電容短接的檢測(cè):FLUKE數(shù)字萬(wàn)用表檢查電容短接上接頭13、14、16、19的絕緣情況是否正常,對(duì)地儀器外殼電阻值應(yīng)為無(wú)窮大。用電容表從電容短接下接頭的PIN22(正)和PIN34(負(fù))之間測(cè)量應(yīng)電容值為3.2mf

(3)對(duì)探頭的檢測(cè):B1回路電阻值大約為50Ω(PIN36,PIN37)。在室溫下,RTD電阻溫度傳感器的阻值大約為100Ω(PIN30,PIN31)。

(4)電子線路的檢測(cè):用FLUKE數(shù)字萬(wàn)用表歐姆檔量核磁電子線路上接頭的 PIN22(HVDC+)和PIN34(HVDC-),正常情況下應(yīng)為2 000Ω左右。

4 儀器常見故障分析[3～5]

核磁儀器一般大功率部分容易壞,檢測(cè)步驟:(1)快速檢測(cè)法判斷儀器好壞;(2)將儀器線路從外殼中拔出,觀看有沒(méi)有燒糊的地方;(3)加電測(cè)電壓電流是否正常;(4)用斷路法、短路法和替換法判斷排除故障;(5)用波形法、溫度法和干擾法排除干擾故障等。

如核磁儀器不能正常供交流W5,電流大,電壓上不來(lái),零表也不回零,這時(shí)用上述快速檢測(cè)法(1)(2)(3)(4)項(xiàng)分別對(duì)電纜、儀器電容短接、儀器電子線路和儀器探頭檢測(cè)。

4.1 檢測(cè)核磁電容短接問(wèn)題

將儀器從外殼中拔出,檢查CROSSOVER FILTER模塊的L1、L2,此模塊主要是對(duì)電源供電進(jìn)行濾波以保證回波信號(hào)的質(zhì)量,L1、L2漆包線較細(xì)容易被擊穿從而導(dǎo)致供電短路,致W5不能正常供電。參照電路圖N102085檢查E1 E7,E2 E8,E3 E9,E4 E10,E5 E11,E6 E12用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量是否導(dǎo)通,若E1 E2 E3 E4 E5 E6之間不通,確定有損壞,就地更換。沒(méi)有L1、L2時(shí),L1、L2可以去掉并短路,如,E1和 E2發(fā)生短路,則將電路板上的E1 E2,和 E7 E8從板子上焊開,將E1和E7直通;E2和E8直通即可,不會(huì)影響上井使用。如果儀器容值不對(duì),用電容表檢測(cè)出壞的電容并更換。

4.2 檢測(cè)核磁電子線路問(wèn)題

首先把儀器黑色的模塊(高壓模塊部分)斷掉,檢查儀器低壓電源供電模塊,圖N001170,檢查D1→D16整流管,檢查電容和七個(gè)穩(wěn)壓器,如果有壞的,修復(fù)或更換。再加電測(cè)試儀器,核磁主窗口增益等參數(shù)都顯示正常,此時(shí)說(shuō)明儀器所有低壓模塊都能正常工作。再檢查儀器高壓模塊部分。

4.3 檢測(cè)ATTACH

軟件顯示吸合成功后,給儀器加40 VDC～100 VDC電壓,但是在核磁主窗口HVMAX,HVMIN顯示電壓值為0,這種情況說(shuō)明繼電器模塊內(nèi)兩個(gè)高壓繼電器沒(méi)有吸合,出現(xiàn)故障。按圖N100200更換或?qū)⒗^電器模塊的K1,和K2繼電器的7腳和8腳直接短路,也就是說(shuō),將從測(cè)井電纜1,2和4,5中心抽頭下去的W2直流電壓直接接到了E6和E7端,兩個(gè)繼電器就不起作用了。此時(shí),繼續(xù)檢查儀器,加40 V左右直流電壓后,在HVMAX,和HVMIN顯示正常,說(shuō)明儀器已經(jīng)修復(fù)。

4.4 檢測(cè)START發(fā)射

將儀器高壓升至100 V～200 V左右時(shí),突然不能正常加高壓,出現(xiàn)直流電流特別大,而直流電壓上不去的情況。用FLUKE數(shù)字萬(wàn)用表歐姆檔量核磁電子線路上接頭的PIN22(HVDC+)和PIN34(HVDC-),正常情況下應(yīng)為2 000Ω左右。再檢查儀器黑色的高壓模塊,如圖N102229發(fā)射器模塊,用萬(wàn)用表二極管檔檢查40個(gè)雙二級(jí)管即八組二極管串,2025值為280 mV,3045值為140 mV。12個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管黑筆接D,紅筆接S,用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)值為1.6 MΩ～1.9 MΩ,更換損壞件,再接上高壓模塊部分,加電測(cè)試儀器正常。

4.5 儀器GAIN檢測(cè)

供電正常,運(yùn)用增益參考線,線圈一端接PIN36、PNI37,一端接前放板,增益為450～550,說(shuō)明線路正常。再檢查天線接口模塊圖N102451,N102452,用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)A1板、A2板,若正常,再檢查十個(gè)開關(guān)管,有壞的更換,再運(yùn)用增益參考線,線圈一端接PIN36,PIN37,另一端接 PIN28,PIN29。如果儀器GAIN正常后,接探頭。ATTACH提供20 V～30 V直流電壓,主窗口HVMIN HVMAX顯示正常后,發(fā)射,AM=50,觀察幾分鐘,B1,B1MOD正常后,可以做一次主刻度,檢測(cè)維修結(jié)果。

4.6 探頭檢測(cè)

如果接儀器模擬探頭或探頭,掃頻都不對(duì),不掃頻時(shí)狀態(tài)GAIN始終都正常,掃頻時(shí)不是出現(xiàn)增益太低就是掃不出結(jié)果,那么電子線路一般沒(méi)有問(wèn)題,用快速檢測(cè)法對(duì)探頭測(cè)量,一般為:(1)線或PIN接觸不好;(2)天線脫焊或斷;(3)繼電器有壞的或脫焊;(4)電容有壞的或脫焊;(5)有強(qiáng)電磁波干擾,排除以上原因,儀器正常工作。

5 結(jié) 論

上述儀器故障為比較常見故障,儀器故障現(xiàn)象差不多,但儀器故障原因有可能不一樣。具體問(wèn)題具體分析,問(wèn)題的解決方法有多種。為了提高施工效率,特總結(jié)幾點(diǎn)維修經(jīng)驗(yàn),冀希望與各位同行一起探討。

[1] 馮啟寧.測(cè)井新技術(shù)培訓(xùn)教材[M].北京:石油工業(yè)出版社,2004

[2] 王會(huì)平.MRIL-P核磁共振成像測(cè)井儀器[M].北京:北京環(huán)鼎核磁儀器服務(wù)中心出版,2007

[3] 趙學(xué)敏.無(wú)線電修理技術(shù)[M].北京:北京大學(xué)出版社,1995

[4] 藤井信生.電子實(shí)用手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,2002

[5] 三浦宏文.機(jī)電一體化實(shí)用手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,2005

P631.8+3

B

1004-9134(2011)03-0095-02

張文忠,男,1968年生,工程師,2003年畢業(yè)于西南石油學(xué)院算機(jī)應(yīng)用與維護(hù)專業(yè),2007年1月畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)勘察技術(shù)與工程專業(yè),函授本科,現(xiàn)在西部鉆探工程有限公司測(cè)井公司測(cè)井六分公司工作。郵編:834000

2010-12-02編輯劉雅銘)

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